EVALUACIÓN GEOFÍSICA DE LOS ACANTILADOS DE LA COSTA VERDE -DISTRITO DE CHORRILLOS- Informe Técnico N°014-2021/IGP CIENCIAS DE LA TIERRA SÓLIDA Lima - Perú Julio 2021 Instituto Geofísico del Perú Presidente Ejecutivo: Hernando Tavera Director Científico: Edmundo Norabuena Director Ciencias de la Tierra Sólida: Juan Carlos Gómez Informe Técnico Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Autores Isabel Bernal, Hernando Tavera y Wilfredo Sulla Participantes: Evaluación Geofísica: Kelly Pari / Wilfredo Sulla / Isabel Bernal / Fabiola Rosado / Liliana Torres / Jorge Salas / Mijael Berduzco / Javier Oyola. Cartografía: Javier Oyola Geodinámica: Mariana Vivanco / Pilar Vivanco / Juan Carlos Gómez. Apoyo técnico: Jesús Huarachi, Manuel Medina / Evelyn Arapa / Vilma Nina / Luz Arredondo / Henry Salas. Apoyo logístico: Robert Yupanqui / Augusto Cárdenas / Miguel Nizama /Marco Gonzales / Carlos Montero. Apoyo administrativo: Marisol Enríquez / Susana Huaccachi / Estherfilia Campos Este informe ha sido producido por el Instituto Geofísico del Perú Calle Badajoz 169 Mayorazgo Teléfono: 51-1-3172300 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 2 EVALUACIÓN GEOFÍSICA DE LOS ACANTILADOS DE LA COSTA VERDE -DISTRITO DE CHORRILLOS- Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 3 RESUMEN En el Acantilado de la Costa Verde (ACV) del distrito de Chorrillos, se ha determinado la estructura del subsuelo y su comportamiento dinámico ante la ocurrencia de sismos usando métodos geofísicos. Los resultados obtenidos muestran la existencia de tres capas de variado espesor y compuestas por materiales de diferente rigidez: a) La primera capa con espesores de 11 a 13 metros está constituida por materiales aluviales poco consolidados (Vs=173-331 m/s, Vp=350-578m/s); b) La segunda capa con espesores de 8 a 20 metros, está constituida por materiales aluviales medianamente compactos (Vs=354-437 m/s Vp=578-1110 m/s), y c) La tercera capa, de ∼12 metros de espesor está constituida con materiales aluviales compactos (Vs=556-605 m/s Vp=>1110 m/s). Estos resultados son coherentes con la profundidad de las interfaces de 20 - 25 metros, definidas en función de la densidad de los materiales distribuidos en los ACV (1.7 gr/cm3, 1.95 gr/cm3, 2.35 gr/cm3). En el parque Cuadros y la calle Coronel, se ha identificado la presencia de suelos menos consolidados en capas que superan los 28 metros de espesor; mientras que, en los malecones Costa Sur y Grau, esta misma capa presenta espesores de 18 a 20 metros. A lo largo del acantilado, se ha identificado la presencia de suelos con moderado a alto contenido de humedad en capas con espesores que varían de 10 a 40 metros. Las capas de menor espesor y más superficiales, se presentan en el Malecón Costa Sur (extremo norte) y los de mayor espesor en el parque Cuadros y el Malecón Grau. Mayormente, en el acantilado existen áreas verdes con riego continuo que facilitan la presencia de grietas que alcanzan profundidades entre 1.0 y 2.5 metros. Asimismo, se tiene la presencia de asentamientos del suelo con desniveles de 10 a 15 centímetros. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 4 El comportamiento dinámico de los suelos en los ACV del distrito de Chorrillos, ha permitido definir en superficie, el límite que separa los suelos estables de los inestables. Desde el acantilado hacia el área urbana, el límite se encuentra, de norte a suroeste, a una distancia promedio de 15 a 35 metros y de manera local a la altura de la Bajada Agua Dulce alcanza una distancia de ∼110 metros. Ante la ocurrencia de sismos que generen elevados niveles de sacudimiento del suelo, las zonas con mayor riesgo son: Malecón Costa Sur, parte posterior del C.E. Sagrado Corazón Chalet, Bajada Agua Dulce, Parque Cuadros y el sector que corresponde al Malecón Grau. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 5 CONTENIDO RESUMEN 1.- INTRODUCCIÓN 1.1.- Objetivos del estudio 1.2. Ubicación de la zona de estudio 2.- METODOLOGÍA, DATOS Y RESULTADOS 2.1.- Método de Refracción Sísmica 2.1.1.- Adquisición de datos 2.1.2.-Procesamiento y análisis 2.1.3.- Resultados e interpretación 2.2.- Métodos MASW y MAM 2.2.1.- Adquisición de datos 2.2.2.-Procesamiento y análisis 2.2.3.- Resultados e interpretación 2.3.- Método de Tomografía Eléctrica 2.3.1.- Adquisición de datos 2.3.2.-Procesamiento y análisis 2.3.3.- Resultados e interpretación 2.4.- Método de Georadar 2.4.1.- Adquisición de datos 2.4.2.-Procesamiento y análisis 2.4.3.- Resultados e interpretación 2.5.- Método de razones espectrales (H/V) 2.5.1.- Adquisición de datos 2.5.2.-Procesamiento y análisis 2.5.3.- Resultados e interpretación Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 6 2.6.- Método de Gravimetría 2.6.1.- Adquisición de datos 2.6.2.-Procesamiento y análisis 2.6.3.- Resultados e interpretación 3.- CARACTERIZACIÓN FÍSICA DEL SUBSUELO Y SU COMPORTAMIENTO DINÁMICO 3.1. Estructura del subsuelo 3.2. Delimitación de zonas de mayor riesgo por sismo CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXO ANEXO I. Secciones de Refracción Sísmica ANEXO II. Perfiles MASW y MAM. ANEXO III. Tablas con parámetros sísmicos ANEXO IV. Secciones geoeléctricas ANEXO V. Secciones de Radargramas Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 7 1.- INTRODUCCIÓN En la costa central del Perú han ocurrido eventos sísmicos de variada magnitud que han generado altos niveles de sacudimiento del suelo, puestos en evidencia con los daños observados post-sismo en la región Lima (Silgado, 1978; Bernal, et al., 2008; Tavera et al. 2016). Al ser los sismos cíclicos, es de esperarse que en el futuro, las mismas ciudades y/o áreas urbanas sean afectadas por nuevos eventos sísmicos que generen los mismos o mayores niveles de sacudimiento del suelo. De ahí la importancia de evaluar el comportamiento dinámico de los suelos ante la incidencia de las ondas sísmicas, considerando que, de acuerdo a su composición geológica y propiedades físicas, atenuaran o amplificaran el sacudimiento del suelo. En Lima Metropolitana, uno de los accidentes topográficos más resaltantes y vulnerable ante la ocurrencia de sismos de elevada magnitud, es el Acantilado de la Costa Verde (ACV), que con una extensión de 22.5 km une a los distritos de San Miguel, Magdalena del Mar, San Isidro, Miraflores, Barranco y Chorrillos. Los ACV presentan una altura promedio de 50 metros sobre el nivel medio del mar y está conformado por una terraza fluvio- aluvional como parte del cono de deyección de los ríos Rímac y Chillón con presencia de quebradas perpendiculares al acantilado. La parte baja de los ACV ha sido modelada por las aguas del Océano Pacifico y actualmente, por obras de ingeniería para el mantenimiento de la denominada Vía Circuito de Playas (Figura 1) Por otro lado, desde los años 1960, los ACV han soportado el crecimiento de Lima Metropolitana, siendo sus áreas próximas al acantilado invadidas por viviendas y/o complejos habitacionales, llegando a ganar terrenos con el uso de material de relleno sobre las cárcavas y quebradas. En Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 8 muchos casos, estas zonas fueron destinadas a parques, jardines y áreas deportivas, pero en su mayoría para la construcción de edificaciones. Figura 1: Imagen panorámica de los ACV (Fuente: Revista Perú Construye) En este escenario, en los últimos 10 años los ACV han sido afectados con la ocurrencia de aproximadamente 17 deslizamientos de tierra con variados volúmenes y/o caída de rocas que han causado daños en la Vía Circuito de Playas (Figura 2). Es debido a esto que en el año 2019, el INDECI convocó a las instituciones técnico-científicas para elaborar el “Informe Técnico Consolidado sobre los Acantilados de la Costa Verde” y en base al mismo, se declaró el Estado de Emergencia por Peligro inminente ante nuevos deslizamientos en los ACV de los distritos de San Miguel, Magdalena del Mar, San Isidro, Miraflores, Barranco y Chorrillos. Luego mediante el Decreto Supremo N° 161-2019-PCM, el Estado de Emergencia fue extendido hasta la actualidad. En febrero del año 2020, CENEPRED y la Municipalidad Metropolitana de Lima obtienen el financiamiento de FONDES para realizar dichos estudios con la participación del Instituto Geográfico Nacional (IGN), el Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico (INGEMMET), la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI- CISMID), la Dirección de Hidrografía y Navegación (DHN) y Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 9 el Instituto Geofísico del Perú (IGP). Las coordinaciones finales para la ejecución de los estudios se dieron en el mes de noviembre del 2020, siendo el IGP encargado de los estudios Geofísicos y de Peligro Sísmico. Figura 2. Deslizamiento producido en el ACV, ocurrido el 18 de diciembre del 2019 en el distrito de Barranco (Fuente Diario El Comercio) Como parte del proyecto coordinado por CENEPRED, el IGP debe realizar trabajos de campo para la recolección, in situ de datos geofísicos, para luego realizar su procesamiento e interpretación para determinar la estructura del subsuelo en los ACV y su comportamiento dinámico ante la posible ocurrencia de sismos. En este informe se presentan los resultados obtenidos del estudio geofísico realizado en los ACV del distrito de Chorrillos aplicando técnicas geofísicas como refracción sísmica (RS), análisis multicanal de las ondas superficiales (MASW) y el análisis multicanal de microtremores (MAM) para identificar espesores de capas y velocidades de ondas a diferentes niveles de profundidad; tomografía eléctrica (ERT) para conocer el contenido de humedad de los suelos; georadar para definir la presencia de estructuras superficiales como grietas; razones espectrales (H/V), para conocer el periodo de respuesta del suelo y estimar su factor de amplificación ante la Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 10 ocurrencia de sismos y gravimetría, para definir la interface de los estratos a diferentes profundidades en función de la densidad de los materiales presentes en el subsuelo. 1.1.-Objetivos del estudio El objetivo del presente estudio es conocer la estructura del subsuelo en el ACV del distrito de Chorrillos, así como evaluar su comportamiento dinámico a partir de la aplicación de diferentes métodos geofísicos (sísmica, eléctrica, gravimetría, razones espectrales y georadar). Asimismo, determinar en superficie, el límite que separa los suelos estables de los inestables y que ante la ocurrencia de sismos de gran magnitud, podría producirse asentamientos y deslizamientos de tierra y/o piedras de variado volumen. 1.2.- Ubicación de la zona de estudio Los ACV se encuentran ubicados en el litoral costero de Lima Metropolitana, comprendiendo los distritos de San Miguel, Magdalena, San Isidro, Miraflores, Barranco y Chorrillos. A lo largo de estos distritos, el ACV tiene una longitud de 22.5 km, separados de la zona de playas por alturas promedios de 40 a 70 metros (siendo mayor en Miraflores) y pendientes mayores a 60°, principalmente en los distritos de Magdalena del Mar, San Isidro y Miraflores. En el distrito de Chorrillos, los ACV tienen una longitud de 2.0 km y alturas entre 30 a 40 metros. En la Figura 3, se presenta el mapa con el área de estudio a escala 1:7000 y sobre ella, con interlinea de color naranja se muestra el límite del acantilado en el año 1943 y con línea roja el actual, observándose que muchas áreas fueron urbanizadas. Asimismo, sobre el mapa se indica la ubicación de los puntos críticos identificados en superficie como áreas de relleno, depósitos antrópicos, grietas, asentamientos y desplazamientos de tierra y piedras. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 11 Figura 3. Mapa del área de estudio. La interlinea de color naranja indica el límite del acantilado en el año 1943 y con línea roja, el límite actual. Asimismo, se indica la ubicación de los puntos críticos identificados en el área de estudio (áreas de relleno, depósitos antrópicos, grietas, asentamientos, desplazamientos). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 12 2.- METODOLOGÍA, DATOS Y RESULTADOS Las características y propiedades físicas del subsuelo dependen de los materiales que lo conforman en sus diferentes capas y que pueden ser conocidas a través de los estudios de geología, estratigrafía y geomorfología. Sin embargo, su comportamiento dinámico está asociado a la ocurrencia de sismos, lluvias, movimientos de masa, entre otros, y puede ser conocido con estudios geofísicos. En general, los métodos geofísicos permitirán, a partir del análisis e interpretación de los datos obtenidos directamente en el campo y usando instrumentación especializada, conocer los espesores de las capas del subsuelo a gran profundidad, su composición, rigidez, contenido de humedad y en conjunto, su comportamiento dinámico ante la solicitación sísmica. Por ejemplo, los suelos blandos compuestos por sedimentos saturados de agua o rellenos antrópicos, son susceptibles a generar deslizamientos ante la ocurrencia de sismos y/o fuerzas de gravedad. Según la información geológica, los suelos del ACV en el distrito de Chorrillos, están conformados por depósitos aluviales provenientes del río Rímac; es decir, gravas (bolonería) soportadas en matriz areno limosa y lentes de finos, tal como se observa en la Figura 4a. Asimismo, en el acantilado se ha identificado la presencia de quebradas y carcavas que han sido rellenadas con material alóctono (rellenos antrópicos) hasta alcanzar, en la actualidad, una altura promedio de 35 metros sobre el nivel medio de la Vía Circuito de Playas. El trabajo de campo realizado a pocos metros del acantilado, como parte del presente estudio, ha permitido observar la morfología del acantilado y notar la presencia de asentamientos diferenciales del suelo, así como grietas de longitudes variables, las cuales han generado la formación de fisuras en elementos estructurales y en el pavimento del suelo (Figuras 4b y 4c). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 13 Figura 4: a) Vista de la estratigrafía de los ACV en el distrito de Chorrillos (Malecón Costa Sur). Observándose en la parte baja del acantilado, depósitos de aluviales conformados por gravas con intercalaciones de lentes de finos y en la parte superior el predominio de material fino. Figura 4. b) Asentamiento del suelo identificado en el Malecón Grau del distrito de Chorrillos. Malecón Costa Sur Material fino Material gravoso Área rellenada Asentamiento Malecón Grau Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 14 Figura 4. c) Daño estructural debido la inestabilidad del suelo identificado en el Malecón Costa Sur del distrito de Chorrillos. 2.1.- Método de Refracción Sísmica El método de Refracción Sísmica (RS) permite conocer los parámetros físicos de los suelos como su espesor y rigidez en base a contraste de velocidades por efecto de la propagación de las ondas sísmicas de compresión “P” en el subsuelo. Básicamente, la RS consiste en generar ondas sísmicas a partir de una fuente artificial (martillo) y medir el tiempo requerido por las ondas para viajar en el subsuelo, desde la fuente hacia una serie de geófonos usualmente dispuestos en línea recta. 2.1.1.- Adquisición de datos Para la aplicación del método de RS se ha utilizado un equipo sísmico GEODE de 24 sensores o geófonos de alta frecuencia (14 Hz). Como fuente de impacto y/o energía para generar las ondas sísmicas, se utilizó un martillo de 20 lbs, tal como muestra la Figura 5. Para este método se ha Estructura inclinada Malecón Costa Sur Área rellenada Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 15 considerado un tendido lineal con espaciamiento entre geófonos de 5 metros y frecuencia de muestreo de 4000 Hz (0.25 ms) y offset de 22.5 m. La ubicación de cada RS fue variable ya que dependió de la geomorfología de la zona de estudio y su accesibilidad. Figura 5. Equipos utilizados en la adquisición de datos RS. En el distrito de Chorrillos se realizaron, durante la noche, 02 líneas de RS con longitudes de hasta 335 metros y durante el día, 03 líneas con longitudes de 69 y 92 metros (Tabla 1). La distribución espacial de estas líneas debidamente codificadas se muestra en la Figura 6. Durante la toma de datos RS, el operador evaluaba la calidad de los datos conforme eran adquiridos, indicando repeticiones, cambio de fuentes de energía o posición del equipo, según sea conveniente o necesario para obtener datos geofísicos de calidad. La distribución de los ensayos sísmicos de RS fue en función de las zonas de interés de acuerdo al reconocimiento hecho en fotos aéreas antiguas del acantilado, investigaciones o estudios previos, así como la disponibilidad del espacio y las facilidades para el despliegue de los equipos geofísicos a utilizarse. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 16 Figura 6. Distribución espacial de líneas de RS, codificadas como RS01-CH, …, RS05-CH. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 17 Tabla 1: Coordenadas y características de las líneas sísmicas. Línea Sísmica Coordenadas UTM – WGS84 Cota (m.s.n.m.) Espaciamiento entre geófonos (m) Longitud total (m) Este (m) Norte (m) RS01-CH 279616 8654435 42 5 280 279813 8654221 43 RS02-CH 279039 8654101 33 5 335 279276 8653852 36 RS03-CH 279719 8655128 49 4 92 279727 8655038 49 RS04-CH 279651 8654412 42 3 69 279606 8654362 42 RS05-CH 279038 8654105 33 3 69 278971 8654095 33 En la Figura 7, se muestra como ejemplo uno de los registros sísmicos de la línea sísmica RS01-CH, se inicia en el borde del acantilado con dirección hacia la calle Coronel. El sismograma contiene las señales sísmicas con presencia de bajo ruido ambiental, lo cual es indicativo de disponer con señales de buena calidad. Figura 7. Disposición del equipo de adquisición de datos con la técnica de refracción sísmica (RS01-CH, calle Coronel) y registro sísmico obtenido. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 18 2.1.2.- Procesamiento y análisis Para el procesamiento de los datos se utilizón el programa SeisImager y se inició con el picado de los primeros arribos de la onda P para construir las curvas tiempo vs distancia (dromocronas), que después de un proceso de inversión permitieron obtener las secciones RS. En la Figura 8, se muestra como ejemplo las curvas tiempo vs distancia para la línea sísmica RS01-CH. Figura 8. Curvas de tiempo - distancia obtenidas para la línea sísmica RS01-CH. Para el análisis de los resultados e identificación del tipo de suelos en base a la velocidad de las ondas de volumen (Vp), se considera los valores propuestos por la ASTM-D5777, ver Tabla 2. Tabla 2: Clasificación de perfiles de suelo según la ASTM-D5777. ASTM - D5777 Velocidad Vp (m/s) Descripción 240 - 610 Suelo intemperizado 460 - 915 Grava o arena seca 1830 - 1220 Arena saturada 910 - 2750 Arcilla saturada 1430 - 1665 Agua 1460 - 1525 Agua de mar 1830 - 3960 Arenisca 2750 - 4270 Esquisto, arcilla esquistosa 1830 - 3960 Tiza 2134 - 6100 Caliza 4575 - 5800 Granito 3050 - 7000 Roca metamórfica Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 19 2.1.3.- Resultados e interpretación a) Resultados En el área de estudio se realizaron 05 líneas de RS con resolución hasta profundidades de 50 metros (RS01-CH y RS02-CH) y 30 metros. En la Figura 9, se presenta la sección de RS obtenida para la línea RS01-CH y en el Anexo I, las líneas restantes, siendo sus características las siguientes: Sección sísmica RS01-CH: Línea sísmica realizada en la calle Coronel, desde el parque Cuadros y los resultados obtenidos han permitido identificar la presencia en el subsuelo de 3 capas con las siguientes características: Capa Espesor (m) Velocidad Vp (m/s) Descripción 01 5 – 10 350 – 578 Material compuesto por depósitos aluviales poco consolidados. 02 14 – 20 578–1110 Material compuesto por depósitos aluviales medianamente consolidados. 03 - > 1110 Material compuesto por depósitos aluviales de mediana a altamente consolidados. Sección sísmica RS02-CH: Línea sísmica realizada en la Av. Mcal. Castilla, desde el Malecón Grau y los resultados obtenidos han permitido identificar la presencia en el subsuelo de 3 capas con las siguientes características: Capa Espesor (m) Velocidad Vp (m/s) Descripción 01 5 – 9 350 – 578 Material compuesto por depósitos aluviales poco consolidados. 02 11 – 15 578–1110 Material compuesto por depósitos aluviales medianamente consolidados. 03 - > 1110 Material compuesto por depósitos aluviales de mediana a altamente consolidados. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 20 Figura 9. Resultados obtenidos con el método de Refracción Sísmica para la línea RS01-CH. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 21 Sección sísmica RS03-CH: Línea sísmica realizada en el Malecón Costa Sur, parque La Virgen y los resultados obtenidos han permitido identificar la presencia en el subsuelo de 3 capas con las siguientes características: Capa Espesor (m) Velocidad Vp (m/s) Descripción 01 2 – 9 350 – 578 Material compuesto por depósitos aluviales poco consolidados. 02 9 – 16 578–1110 Material compuesto por depósitos aluviales medianamente consolidados. 03 - > 1110 Material compuesto por depósitos aluviales de mediana a altamente consolidados. Sección sísmica RS04-CH: Línea sísmica realizada en el parque Cuadros y los resultados obtenidos han permitido identificar la presencia en el subsuelo de 3 capas con las siguientes características: Capa Espesor (m) Velocidad Vp (m/s) Descripción 01 6 – 8 350 – 578 Material compuesto por depósitos aluviales poco consolidados. 02 - 578–1110 Material compuesto por depósitos aluviales medianamente consolidados. Sección sísmica RS05-CH: Línea sísmica realizada en el Malecón Grau y los resultados obtenidos han permitido identificar la presencia en el subsuelo de 3 capas con las siguientes características: Capa Espesor (m) Velocidad Vp (m/s) Descripción 01 6 - 9 350 – 578 Material compuesto por depósitos aluviales poco consolidados. 02 8 – 11 578–1110 Material compuesto por depósitos aluviales medianamente consolidados. 03 - > 1110 Material compuesto por depósitos aluviales de mediana a altamente consolidados. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 22 b) Interpretación Las dos primeras secciones de RS se inician en el borde del acantilado (RS01- CH y RS02-CH) para extenderse en dirección sureste (área urbana), y los tres restantes se realizaron paralelos al acantilado. En estas secciones, los suelos menos consistentes y de mayor espesor (aluviales sueltos a medianamente consolidados) están presentes en las proximidades del borde del acantilado (Figuras 10). Estos suelos presentan espesores mayores a 30 metros distribuidos por el Malecón Grau a la altura del parque Cuadros y Bajada de Agua Dulce; mientras que, por el Malecón Costa Sur (extremo norte) y extremo sur del Malecón Grau, los suelos presentan espesores del orden de 18 a 20 metros. En general, se observa que conforme se incrementa la profundidad, los suelos conformados por aluviales son más compactos. En las secciones paralelas al acantilado (análisis horizontal), se observa que los suelos presentes en el extremo suroeste del ACV (Malecón Grau) son menos consolidados en comparación con los suelos presentes en el extremo norte (Malecón Costa Sur). 2.2.- Métodos sísmicos MASW y MAM El ensayo de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) permite determinar la estratigrafía del subsuelo bajo un punto; es decir, conocer la velocidad de propagación de las ondas de corte (Vs) en el subsuelo, a partir del análisis de la dispersión de ondas superficiales, generados por una fuente de energía impulsiva y registrada por arreglos lineales de estaciones sísmicas. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 23 Figura 10. Correlación de los resultados obtenidos en cada sección de refracción sísmica e identificación de la estructura del subsuelo en los ACV del distrito de Chorrillos. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 24 El ensayo de Análisis Multicanal de Microtremores (MAM) o sísmica de Microtremores (Louie, 2001), es otro método para conocer la estructura del subsuelo a partir de la velocidad de ondas de corte, pero en este caso se hace uso del registro de ruido sísmico (vibración generada por la actividad humana), cuya contribución es principalmente en bajas frecuencias, lo que permite investigar a mayores profundidades. La combinación de los métodos MASW y MAM facilita disponer de información del subsuelo a niveles superficiales y en profundidad. 2.2.1.- Adquisición de datos Para el registro de señales sísmicas con la técnica MASW y MAM se ha utilizado un equipo sísmico de uso multipropósito (GEODE) de 24 sensores o geófonos de baja frecuencia (4.5 Hz). Para la técnica MASW se usó como fuente de impacto y/o energía para generar las ondas sísmicas, un martillo de 20 lbs (Figura 11). Los parámetros de registro, la geometría del tendido y espaciamiento entre geófonos fueron variables, ya que dependió de la geomorfología de la zona de estudio y accesibilidad. La frecuencia de muestreo fue de 4000 Hz (0.25 ms) para una longitud de registro de 2 segundos. Figura 11. Equipos utilizados en la toma de datos por el método de MASW. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 25 En el distrito de Chorrillos se realizaron 07 arreglos lineales MASW y MAM, y sus coordenadas se muestran en la Tabla 3 y en la Figura 12, su distribución espacial en el área de estudio. Tabla 3: Coordenadas y características de las líneas sísmicas MASW y MAM. Línea Sísmica Coordenadas UTM – WGS84 Cota (m.s.n.m.) Espaciamiento entre geófonos (m) Longitud total (m) Este (m) Norte (m) MASW y MAM LS01-CH 279725 8655085 49 4 92 LS02-CH 279643 8654729 6 4 92 LS03-CH 279628 8654382 42 3 69 LS04-CH 279766 8654274 43 3 69 LS05-CH 279236 8654234 3 3 69 LS06-CH 279004 8654101 33 3 69 LS07-CH 279136 8653938 37 3 69 Durante todo el proceso de adquisición de datos con la técnica MASW, las señales registradas fueron analizadas a fin de evaluar los niveles de ruido y de ser necesario, repetir el proceso. Para mejorar la relación señal/ruido se realizó el apilamiento de las señales registradas (sumatoria de registros sísmicos) y generadas por más de cuatro golpes en cada punto (shot). En la Figura 13, se muestra la disposición del equipo en el parque Cuadros y el registro sísmico obtenido con el método MASW. El sismograma contiene las señales sísmicas con presencia de bajo ruido ambiental y punto de golpe ubicado a una distancia de 6 metros al final de la línea sísmica. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 26 Figura 12. Distribución espacial de las líneas MASW y MAM codificadas como LS01-CH, …, LS07-CH. Los códigos en gris, corresponden a líneas realizadas en la zona baja del acantilado. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 27 Figura 13. Disposición del equipo de adquisición de datos – MASW (parque Cuadros) y el registro sísmico obtenido. 2.2.2.- Procesamiento y análisis Los datos recolectados fueron procesados con el programa SeisImager y luego con la aplicación de la Transformada Rápida de Fourier (FFT) se obtiene las curvas de dispersión que relaciona la velocidad de fase de las ondas superficiales con la frecuencia (Reynolds, 2011). Seguidamente, cada curva de dispersión perteneciente a un mismo arreglo (MASW y MAM), fue sometida a un proceso de inversión a fin de obtener los perfiles de velocidad Vs en una dimensión (1D) para el punto central de la línea, ver Figura 14. (a). (b). (c). Figura 14. Curvas de dispersión obtenidas a partir de las técnicas MASW (a) y MAM (b) y el perfil de velocidad obtenido a partir de la combinación de ambas técnicas (c). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 28 Para el análisis de los resultados obtenidos, se considera la clasificación de suelos propuesta por la Norma E.030 Diseño Sismorresistente (2018). En este caso, el rango de velocidad de los perfiles de suelo S1 y S2 se subdividen a fin de analizar con mayor detalle las velocidades de ondas que caracterizan a los suelos identificados en la zona de estudio, ver Tabla 4. Tabla 4. Clasificación del perfile de suelo a partir de la Norma E.030 (2018). Clasificación de los perfiles de Suelo N° Vs (m/s) Norma E.030 Descripción 1 < 180 S3 Suelo blando Material aluvial suelto 2 180 a 350 S2 Suelo medianamente rígido Material aluvial suelto a medianamente compacto 3 350 a 500 Material aluvial medianamente compacto 4 500 a 800 S1 Roca o suelo muy rígido Material aluvial compacto 5 800 a 1500 Material aluvial muy compacto 6 > 1500 S0 Roca dura Roca 2.2.3.- Resultados e interpretación a) Resultados En el área de estudio se realizaron 13 líneas sísmicas MASW y MAM con resolución promedio hasta ∼80 metros de profundidad, tal como se muestran en la Figura 12. Los resultados obtenidos para la línea LS01-CH se observan en la Figura 15 y en el Anexo II, para las líneas restantes. El análisis realizado para cada línea sísmica es mostrado a continuación: Línea sísmica LS01-CH: Realizada en el Malecón Costa Sur - parque La Virgen, siendo la profundidad de resolución promedio del perfil de 70 metros. Este perfil permite identificar en el subsuelo la existencia de cuatro (4) capas sísmicas: La primera de 4 metros de espesor y Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 29 velocidad Vs de 183 m/s, junto a la segunda capa de 9 metros de espesor y velocidad Vs de 274 m/s están compuestas por material aluvial suelto a medianamente compacto. La tercera capa con Vs de 415 m/s y espesor de 7 metros corresponde a material aluvial medianamente compacto, y la cuarta capa con Vs de 605 m/s y espesor de 26 metros, junto al semiespacio con velocidad Vs > 757 m/s presentan material aluvial compacto. Línea sísmica LS02-CH: Realizada por la Pileta de Agua Dulce y Circuito de Playas, siendo la profundidad de resolución promedio del perfil de 72 metros. Este perfil permite identificar la existencia en el subsuelo de dos (2) capas sísmicas: La primera de 7 metros de espesor y velocidad Vs de 296 m/s compuesta por material aluvial suelto a medianamente compacto, y la segunda capa de 8 metros de espesor y velocidad Vs de 606 m/s compuesta por material aluvial compacto. El semiespacio con velocidad Vs > 957 m/s corresponde a material aluvial muy compacto Línea sísmica LS03-CH: Realizada en el parque Cuadros, siendo la profundidad de resolución promedio del perfil de 72 metros. Este perfil permite identificar la existencia en el subsuelo de cuatro (4) capas sísmicas: La primera de 5 metros de espesor y velocidad Vs de 220 m/s, y la segunda capa de 8 metros de espesor y velocidad Vs de 331 m/s, ambas compuestas por material aluvial suelto a medianamente compacto. La tercera capa con Vs de 437 m/s y espesor de 18 metros, corresponde a material aluvial medianamente compacto. La cuarta capa con velocidad Vs de 556 m/s y espesor de 12 metros junto al semiespacio con velocidad > 649 m/s, está compuesta por material aluvial compacto. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 30 Figura 15. Resultados obtenidos con la técnica MASW y MAM para la línea sísmica LS01-CH. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 31 Línea sísmica LS04-CH: Realizada en la calle Coronel (Av. José Olaya), siendo la profundidad de resolución promedio de 61 metros. Este perfil permite identificar la existencia en el subsuelo de cuatro (4) capas sísmicas: La primera, de 4 metros de espesor y velocidad de Vs 213 m/s, que junto a la segunda capa de 7 metros de espesor y velocidad de 290 m/s está compuesta por material aluvial suelto a medianamente compacto. La tercera capa con velocidad Vs de 380 m/s y 20 metros de espesor, estaría compuesto por material aluvial medianamente compacto. La cuarta capa de 12 metros de espesor y velocidad Vs de 514 m/s, que junto al semiespacio con velocidad Vs > 584 m/s estarían compuestas por material aluvial compacto. Línea sísmica LS05-CH: Realizada en el Circuito de Playas frente al mercado pesquero, siendo la profundidad de resolución promedio de 38 metros. Este perfil permite identificar la existencia en el subsuelo de dos (2) capas sísmicas: La primera de 5 metros de espesor y velocidad de Vs 246 m/s, corresponde a material aluvial suelto a medianamente compacto. La segunda capa de 10 metros de espesor y velocidad de 566 m/s, corresponden a material aluvial compacto. El semiespacio con velocidades Vs > 1010 m/s, sugieren material aluvial muy compacto. Línea sísmica LS06-CH: Realizada en el Malecón Grau (altura de la Av. Mcal. Castilla), con una profundidad de resolución promedio de 38 metros. Este perfil permite identificar la existencia en el subsuelo de tres (3) capas sísmicas: La primera de 4 metros de espesor y velocidad Vs de 173 m/s corresponden a material aluvial suelto, la segunda capa de 7 metros de espesor y velocidad Vs de 244 m/s corresponde a material aluvial suelto a medianamente compacto y la tercera capa de 7 metros de espesor y velocidad Vs de 354 m/s corresponde a material aluvial medianamente compacto. El semiespacio con velocidad Vs > 603 m/s, sugieren material aluvial compacto. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 32 Línea sísmica LS07-CH: Realizada en la calle José Olaya (altura de la Av. Mcal. Castilla), siendo la profundidad de resolución promedio de 66 metros. Este perfil permite identificar la existencia en el subsuelo de cuatro (4) capas sísmicas: La primera de 5 metros de espesor y velocidad Vs de 214 m/s, que junto a la segunda capa de 8 metros de espesor y velocidad Vs de 320 m/s está compuesta por material aluvial suelto a medianamente compacto. La tercera capa de 12 metros de espesor y velocidad Vs de 452 m/s corresponde a material aluvial medianamente compacto. La cuarta capa con 18 metros de espesor y velocidad de 586 m/s, que junto al semiespacio con velocidad Vs > 776 m/s, está compuesta por material aluvial compacto. Finalmente, en la Tabla 5, se presenta el resumen de los valores de velocidades de ondas de corte (Vs) y espesores de capas obtenidos en cada uno de los perfiles de suelo (ver Tabla 4). Tabla 5. Valores de espesor y Vs de los perfiles sísmicos obtenidos para el área de estudio. Superficie Profundidad Línea Sísmica N° DE CAPA 1 2 3 4 Semiespacio Vs30 (m/s) Vs (m/s) Esp. (m) Vs (m/s) Esp. (m) Vs (m/s) Esp. (m) Vs (m/s) Esp. (m) Vs (m/s) Esp. (m) LS01-CH 183 4 274 7 415 7 605 26 757 - 353 LS02-CH 296 7 606 8 957 - - - - - 561 LS03-CH 220 5 331 8 437 18 556 12 649 - 347 LS04-CH 213 4 290 7 380 20 514 12 584 - 324 LS05-CH 246 5 566 10 1010 - - - - - 547 LS06-CH 173 4 244 7 354 7 603 - - - 317 LS07-CH 214 5 320 8 452 12 586 18 776 - 352 Aluvial suelto (Vs < 180 m/s) Aluvial suelto a medianamente compacto (180–350m/s) Aluvial medianamente compacto (350 – 500 m/s) Aluvial compacto (500 – 800 m/s) Aluvial muy compacto (800 – 1500 m/s) Roca (Vs > 1500 m/s) Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 33 b) Interpretación Los perfiles de velocidad de ondas de corte obtenidos en el distrito de Chorrillos permiten identificar la existencia en el subsuelo de 4 capas. Estas capas presentan diferente grado de compactación bien diferenciados en las cercanías del acantilado. Las características físicas y espesores de cada capa son discutidas a continuación. -Variación lateral de las propiedades físicas de los suelos: A lo largo del acantilado se ha identificado la presencia de materiales menos consolidados (aluviales sueltos a medianamente compactos). Estos suelos forman capas de 18 metros de espesor hacia el extremo norte del distrito (Malecón Costa Sur) y en dirección sur, a la altura del parque Cuadros, el espesor de la capa poco consolidada se incrementa a 30 metros, ver Figura 16. Por otro lado, en el extremo suroeste (Malecón Grau), los suelos menos compactos son parte de una capa que supera los 18 metros de espesor. En este último sector, se ha identificado a nivel superficial una capa de 4 metros de espesor compuesto por suelos sueltos que representan mayor inestabilidad en el acantilado. Hacia el interior del acantilado; es decir, hacia el área urbana, los suelos menos compactos son parte de una capa que supera los 20 metros de espesor, lo que sugiere que el espesor de la capa no decrece hacia el interior (área urbana). Por debajo de esta capa, la rigidez de los suelos se incrementa, presentando mayor consistencia. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 34 Figura 16. Correlación de los resultados obtenidos en cada perfil de velocidad Vs e identificación de la estructura del subsuelo en el ACV del distrito de Chorrillos. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 35 2.3.- Método de Tomografía Eléctrica El método de tomografía eléctrica (ERT) permite determinar las variaciones de resistividad y conductividad eléctrica en las rocas y suelos para identificar la ubicación de los niveles freáticos en su estructura. En general, los materiales que conforman el subsuelo muestran diversos rangos de valores de resistividad (ρ) que dependen principalmente de la porosidad del suelo, conductividad de las partículas y del contenido de agua o de sales disueltas en las fracturas de las rocas. 2.3.1.- Adquisición de datos Los datos recolectados en campo corresponden al registro de valores de resistividad para 06 líneas de ERT utilizando un equipo de Resistividad /IP Syscal Pro. en la Tabla 6, se detalla las características de las líneas ERT y en la Figura 17, su distribución espacial en los ACV del distrito de Chorrillos. Tabla 6. Parámetros físicos de los tendidos de tomografía eléctrica. Línea Eléctrica Coordenadas UTM – WGS84 Cota (m.s.n.m.) Espaciamiento entre electrodos (m) Longitud total (m) Este (m) Norte (m) LE01-CH 279716 8655047 37 10 160 279830 8655143 49 LE02-CH 279705 8655268 30 20 340 279674 8654943 37 LE03-CH 279649 8654855 14 20 480 279521 8654373 12 LE04-CH 279623 8654432 27 20 200 279763 8654274 43 LE05-CH 278854 8654096 32 20 200 279186 8654130 28 LE06-CH 279055 8654102 30 20 200 279201 8653937 53 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 36 Figura 17. Distribución espacial de las líneas de tomografía eléctrica (ERT), codificadas como LE01-CH…, LE06-CH. Los códigos en gris, corresponden a líneas realizadas en la zona baja del acantilado. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 37 2.3.2.-Procesamiento y análisis Para el procesamiento de los datos recolectados en campo, fue necesario realizar la corrección por efectos de topografía usando algoritmos de inversión propios de métodos geoeléctricos y de procesamiento de imágenes. Asimismo, para la interpretación de los resultados se debe tener en cuenta que son varios los factores que influyen en las propiedades físicas de los suelos (grado de saturación, porosidad y forma del poro, salinidad del fluido, tipo y composición de la roca, temperatura, procesos geológicos que afectan a los materiales); es decir, el incremento de fluidos en el terreno se verá reflejado por una disminución en los valores de resistividad. En la Tabla 7, se presentan algunos valores de resistividad relacionados con los diferentes tipos de suelos y rocas. Tabla 7. Valores representativos de resistividad (UNC, 2000). *MATERIAL RESISTIVIDAD (ohm-m) Arcillas saturadas 5-20 Arcillas no saturadas 20-40 Limos saturados 20-100 Limos no saturados 100-200 Arenas saturadas 100-200 Arenas no saturadas 400-700 Grava saturada 300-500 Grava no saturada 500-2000 Roca fracturada saturada 100-2000 Roca fracturada 1500-5000 Roca sana >5000 2.3.3.- Resultados e interpretación a) Resultados En el distrito de Chorrillos se realizaron 06 secciones geoeléctricas, con resolución hasta los 50 metros de profundidad. En la Figura 18, se presenta la sección geoeléctrica para la línea LE01-CH y en el Anexo IV, para las Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 38 secciones restantes. El análisis realizado para cada sección geoeléctrica y/o tomografía eléctrica, permite tener los siguientes resultados: Sección geoeléctrica LE01-CH: Realizada en la calle Gastaneta sobre una longitud de 160 metros y en dirección SO-NE (perpendicular al acantilado). En esta sección predominan materiales con bajo contenido de humedad (>300 Ohm-m); sin embargo, a nivel superficial sobresale una franja angosta, donde predominan materiales con alto contenido de humedad, hasta una profundidad de 5 metros, principalmente a la altura del Malecón Costa Sur y a 10 metros de la calle Urrea Sección geoeléctrica LE02-CH: Realizada en el Malecón Costa Sur sobre una longitud de 340 metros y en dirección NE-SO (paralela al acantilado). En esta sección, predomina un horizonte conformado por materiales con moderado contenido de humedad (80 a 300 Ohm-m). Asimismo, dentro de este horizonte a nivel superficial, sobresalen anomalías locales con valores bajos de resistividad hasta profundidades de 10 metros (alto contenido de humedad), principalmente a la altura de las calles Pastor y Freundt. A una profundidad de 30 metros se ha identificado la presencia de materiales con alto contenido de humedad, principalmente a la altura de las calles Freundt y Gastaneta. Sección geoeléctrica LE03-CH: Realizada en el Circuito de Playas sobre una longitud de 480 metros y en dirección NE-SO (paralela al acantilado). En esta sección predominan los depósitos de baja resistividad (<80 Ohm-m) debido a la presencia de materiales aluviales con alto contenido de humedad. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 39 Figura 18. Resultados de tomografía eléctrica obtenidos para la línea LE01-CH. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 40 Sección geoeléctrica LE04-CH: Realizada en la calle José Coronel sobre una longitud de 200 metros y en dirección NO-SE (perpendicular al acantilado). En esta sección predominan depósitos de moderada resistividad (80 a 300 Ohm-m) con variaciones en dirección del acantilado hasta tener la presencia de depósitos con alto contenido de humedad hasta una profundidad de 40 metros entre la calle Santa Teresa y la Av. Malecón Grau. Estos mismos depósitos están presentes en el parque Cuadros por debajo de los 10 metros de profundidad. Asimismo, en este sector se identifica la presencia de grietas y asentamientos de suelos visibles en superficie. Sección geoeléctrica LE05-CH: Realizada en el Malecón Grau sobre una longitud de 320 metros y en dirección SO-NE (paralela al acantilado). En esta sección predominan depósitos de baja resistividad (>80 Ohm-m) debido a la presencia de materiales aluviales con alto contenido de humedad. Contrariamente, a nivel superficial y hacia el tramo inicial de esta sección, a la altura de la calle Romero, existen depósitos con moderado contenido de humedad. Sección geoeléctrica LE06-CH: Realizada en la Av. Mcal. Castilla sobre una longitud de 200 metros y en dirección NO-SE (perpendicular al acantilado). En esta sección se ha identificado la presencia de 3 horizontes geoeléctricos: El primero con bajo contenido de humedad (>300 Ohm-m) presente hasta una profundidad de 15 a 20 metros, por debajo de la Ca. Luis Villarán. El segundo horizonte con moderado contenido de humedad presente entre la Av. Malecón Grau y la calle José Olaya. El tercer horizonte, a lo largo de toda la sección presenta alto contenido de humedad. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 41 b) Interpretación En las secciones de tomografía eléctrica elaboradas para los ACV del distrito de Chorrillos, se ha identificado la presencia de capas con suelos húmedos y/o saturados con las siguientes características: -Hacia el extremo norte (Malecón Costa Sur), se ha identificado la presencia de horizontes con bajo a moderado contenido de humedad en capas de hasta 10 a 40 metros de espesor. A nivel superficial y hasta una profundidad de 10 metros, sobresalen anomalías locales con valores bajos de resistividad (alto contenido de humedad), principalmente a la altura de las calles Urrea, Pastor y Freundt. Asimismo, a los 30 metros de profundidades ha identificado la existencia de materiales con alto contenido de humedad, principalmente a la altura de las calles Freundt y Gastaneta (Figura 19, Líneas LE01-CH y LE02-CH) -En el extremo suroeste del distrito de Chorrillos (entre las calles Coronel y Romero), se ha identificado la presencia de un horizonte de más de 30 metros de espesor con alto contenido de humedad. A nivel superficial, se observa la presencia de algunas zonas anómalas compuestas por materiales de moderada resistividad (Figura 19, Líneas LE05-CH y LE06-CH). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 42 Línea LE01-CH Línea LE02-CH Línea LE05-CH Línea LE06-CH Figura 19. Ubicación y orientación de las líneas de tomografía eléctrica realizadas en el extremo N (LE01-CH, LE02-CH), Central y SO (LE05-CH, LE06-CH) de los acantilados de la Costa Verde. Las líneas discontinuas delimitan las zonas con mayor contenido de humedad en cada sección y su proyección en el perfil del acantilado. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 43 2.4.- Método de Georadar El georadar es una técnica no destructiva orientada al estudio del subsuelo a nivel superficial y que se fundamenta en la capacidad de las ondas de radar de baja frecuencia (10 MHz - 2,5 GHz) para propagarse a través de medios poco conductivos y con diferentes propiedades electromagnéticas y de permeabilidad. El método emplea una antena emisora para dirigir pulsos electromagnéticos de 1-20 ns de duración hacia el interior del terreno. Este frente de ondas es parcialmente reflejado al encontrar una discontinuidad o un cambio de material en el subsuelo, pudiendo ser detectado en la superficie mediante una antena receptora dispuesta a tal efecto. Al ir desplazando el sistema sobre la superficie del terreno será posible registrar la historia de reflexiones detectadas en el subsuelo bajo la línea de desplazamiento del equipo (Biskup et al. 2005; Villela, 2013). De esta forma se obtienen los llamados radargramas (Figura 21), similares a los registros clásicos de sísmica de reflexión, pero con la gran diferencia de que, en el caso del radar, la propagación de las ondas está condicionada por las características electromagnéticas del medio de propagación. Este método permite determinar e identificar en base a las reflexiones, los límites de las interfaces de los diferentes horizontes con cierto grado de compactación, zonas de rellenos y anomalías relacionados a algún tipo de material distinto al contenido del suelo. Figura 20. Esquema de la base del método de georadar y ejemplo del registro de un radargrama (Villela, 2013) Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 44 2.4.1.- Adquisición de datos La exploración del subsuelo se realizó con un georadar GSSI, antena de 350 MHz y 100 MHz. La capacidad de penetración de la onda electromagnética dependerá de las condiciones de conductividad y permisividad del subsuelo, llegando con la antena de 350 MHz a profundidades de 6 metros y con la antena de 100 MHz hasta los 20 metros de profundidad. Durante el trabajo de campo se utilizó una configuración de 512 muestras/escaneo, 50 scan/m. con ganancias manuales y automáticas para obtener mejores resultados (200scan/segundos) y una configuración por distancia de odómetro de 20 metros (Figura 21). Figura 21. Disposición del georadar utilizando la antena de 100 MHz y 350 MHz. En el distrito de Chorrillos se realizaron 12 líneas de GPR (4 línea con la antena de 100 MHz y 8 líneas con 350 MHz) cuyas coordenadas son indicadas en la Tabla 8 y su distribución espacial en la Figura 22. Durante los trabajos de campo, los datos registrados eran visualizados en los radargramas a fin de verificar la calidad de señal y el nivel de ruido. Para mejorar la relación señal/ruido fue necesario modular la ganancia en modo manual, así como aumentar la amplitud de los datos multiplicando cada muestra por un valor constante. Este procedimiento permitió amplificar las reflexiones más débiles para una mejor identificación. Antena de 100 Hz Antena de 350 Hz Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 45 Tabla 8. Coordenadas y características de las líneas de GPR. Línea GPR Coordenadas UTM – WGS84 Cota (m.s.n.m.) Longitud total (m) Antena (MHz) Este (m) Norte (m) 1 GPR01-CH 279715 8655092 48 335 350 280024 8655230 52 2 GPR02-CH 279713 8655273 45 410 350 279689 8654919 45 3 GPR03-CH 279680 8654970 44 133 350 279810 8654957 49 4 GPR04-CH 279644 8654394 43 163 100 279748 8654520 38 5 GPR05-CH 279900 8654462 45 171 350 279731 8654479 42 6 GPR06-CH 279813 8654215 44 292 350 279617 8654430 42 7 GPR07-CH 279397 8654273 2 416 100 279603 8654656 3 8 GPR08-CH 279399 8654230 39 185 100 279551 8654328 39 9 GPR09-CH 279688 8653977 41 370 350 279436 8654248 39 10 GPR10-CH 279463 8653930 39 327 350 279245 8654166 37 11 GPR11-CH 278798 8654114 29 459 100 279241 8654163 36 12 GPR12-CH 279324 8653789 37 424 350 279036 8654101 33 2.4.2.-Procesamiento y análisis El procesamiento de los radargramas se realizó con el programa RADAN 7, utilizando filtros para la remoción del ruido de fondo, ganancia automática, pasa bandas, substracción de la media y filtro exponencial de ganancia. Debido a que en cada sitio el espesor del suelo, el relleno (natural o escombro) y el tipo de subsuelo son distintos, los valores de los parámetros de cada filtro fueron diferentes para cada perfil. También, en caso de que la señal perdiera su intensidad o no mejorará la respuesta a profundidad se eliminó alguno de los filtros. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 46 Figura 22. Distribución espacial de las líneas de GPR, codificadas como GPR01-CH, …, GPR12-CH. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 47 La interferencia de altas frecuencias provenientes de torres de transmisión de telefonía celular o de radio, campos electromagnéticos provocados por cableados eléctricos de alta tensión, estructuras metálicas cercanas, etc., fueron removidos con el uso de filtros. En este sentido, para la identificación en los radargramas de los diferentes tipos de suelos con presencia o no de humedad, se considera los valores de la constante dieléctrica indicados en la Tabla 9. Tabla 9. Valores de la constante dieléctrica para diferentes materiales (GSSI). Material Constante dieléctrica Material Constante dieléctrica Aire 1 Granito húmedo 6.5 Suelos arcillosos / arcillosos secos 2.5 Travertino 8 Arcilla seca 4 Caliza húmeda 8 Arenas secas 4 Basalto húmedo 8.5 Asfalto 5 Hormigón húmedo 12.5 Granito seco 5 Arenas húmedas 15 Hormigón seco 5.5 Suelos arenosos húmedos 23.5 Caliza seca 5.5 Arenas saturadas 25 Arena & grava seca 5.5 Arcilla húmeda 27 Mineral seco / suelos arenosos 6 Suelo orgánico (saturado) 64 Agua de mar 81 Arenisca húmeda 6 Para proceder con la interpretación de los radargramas se define la existencia en la zona de estudio de tres tipos de anomalías: a) Anomalías de tipo hiperbólico que se evidencian por reflectores hiperbólicos con base angosta y ancha, la primera es asociada a materiales metálicos enterrados (tuberías, cables) y la segunda, a grandes bloques de roca, cavidades y túneles, respetivamente. b) Anomalías de tipo lineal, de grande y pequeña extensión, la primera se asocia a interfaces entre dos medios con diferentes propiedades electromagnéticas (nivel freático, fracturas y fallas) y la segunda, a hoyos, cavidades y zonas de asentamiento. c) Anomalías puntuales, cuyos reflectores se proyectan de manera vertical y se asocian a la presencia de buzones, tapas de medidores y otras similares vistas en superficie (Figura 23). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 48 Figura 23. Radargrama, con los diferentes tipos de reflectores asociados a anomalías de tipo hiperbólico (a), lineal (b) y puntuales (c). 2.4.3.- Resultados e interpretación a) Resultados En el área de estudio se realizaron 12 líneas de GPR, con resolución hasta los 6 metros (350 MHz) y 20 metros (100 MHz) de profundidad. Los resultados obtenidos para la línea GPR02-CH se muestran en la Figura 24 y en el Anexo V, para las líneas restantes. El análisis realizado para cada línea GPR permite tener los siguientes resultados: Línea GPR01-CH: Realizada en la calle Gastaneta con una longitud de 335 metros y orientada en dirección SO a NE, perpendicular al acantilado. En la línea se identifica la existencia de una capa de 1.5 metros de espesor conformado por material heterogéneo y anomalías en forma de pliegues a lo largo de todo el perfil. Los reflectores semi planos dispersos son características de la presencia fisuras o grietas que llegan hasta 0.5 metros de profundidad. Asimismo, en superficie se observa la presencia de desniveles, asentamientos, fisuras o grietas en el suelo a lo largo de la segunda cuadra de la calle Gastaneta. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 49 Figura 24. Resultados obtenidos con la técnica de georadar para la línea GPR02-CH. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 50 Línea GPR02-CH: Realizada en el Malecón Costa Sur con longitud de 410 metros, orientada en dirección N a S, paralela al acantilado. En esta línea se identifica la presencia de una capa de ∼1.5 metros de espesor conformado por material heterogéneo, en el cual sobresalen grietas que alcanzan profundidades de hasta 1.0 metro, principalmente sobre la 6ta cuadra del Malecón Costa Sur. Asimismo, se identifica la existencia de una anomalía desde 13 hasta 90 metros de distancia asociada a la presencia de suelos compuestos de relleno. Línea GPR03-CH: Realizada en la calle Freundt con una longitud de 133 metros y orientada en dirección O a E, perpendicular al acantilado. En esta línea se observa la presencia de una capa de 1.0 metro de espesor conformado por material heterogéneo, y la presencia de anomalías en forma de pliegues a lo largo de todo el perfil. Asimismo, se identifica la existencia de anomalías a lo largo de la primera cuadra de la calle Freundt, asociadas a zonas de agrietamientos y anomalías puntuales debido a la presencia de tuberías y a cambios de materiales. Estas grietas llegarían hasta profundidades de 1.0 metro. Línea GPR04-CH: Realizada en la Av. Malecón Grau con una longitud de 163 metros y orientada en dirección SO a NE, paralela al acantilado. Para la exploración de esta línea se utilizó una antena de 100 MHz llegando a identificarse la presencia de una capa de 2.0 metros de espesor, compuesta por material heterogéneo. Además, se observa la presencia de fisuras o grietas en superficie entre la Bajada de Agua Dulce y la calle Martínez. Línea GPR05-CH: Realizada en la calle Martínez, con una longitud de 171 metros y orientada en dirección E a O, perpendicular al acantilado. En la línea se identifica la presencia de una capa de 1.0 metro de espesor conformado por material heterogéneo con la presencia de reflectores asociados a la existencia de fisuras o grietas a lo largo de la Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 51 primera cuadra de la calle Martínez. Estas fisuras presentarían profundidades de hasta 1.0 metro. Línea GPR06-CH: Realizada en la calle Coronel con una longitud de 292 metros y orientada en dirección SE a NO, perpendicular al acantilado. En esta línea se observa la presencia de una capa de 1.0 metro de espesor conformado por material heterogéneo y la presencia de anomalías en forma de pliegues a lo largo de todo el perfil debido a la existencia de fisuras o grietas, principalmente en la primera cuadra de la calle Coronel y el parque Cuadros. Asimismo, se identifica la existencia de anomalías puntuales a lo largo de la primera cuadra de la calle Coronel y sobre el parque Cuadros debido a la presencia de tuberías, desniveles, entre otros. Línea GPR07-CH: Realizada en el Circuito de Playas con una longitud de 416 metros y orientada en dirección SO a NE, paralela al acantilado. En esta línea se identifica la presencia de una capa hasta los 4 metros de profundidad compuesta por material heterogéneo; además de la presencia de reflectores asociados a la presencia de fisuras o grietas, sobre todo a la altura del puente peatonal Chorrillos y la Bajada Agua Dulce. Línea GPR08-CH: Realizada en la Av. Malecón Grau con una longitud de 185 metros y orientada en dirección de SO a NE, paralela al acantilado. En la línea se identifica la existencia de una capa conformada por material heterogéneo hasta 2.0 metros de profundidad; además de la presencia de reflectores asociados a la existencia de fisuras o grietas sobre el terreno presentes sobre la sexta y séptima cuadra de la Av. Malecón Grau, a la altura de la Av. Defensores del Morro. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 52 Línea GPR09-CH: Realizada en la Av. Defensores del Morro con una longitud de 370 metros y orientada en dirección SE a NO, perpendicular al acantilado. En esta línea se identifica hasta la profundidad de 1 metro, la presencia de una capa con fisuras o grietas distribuidas a lo largo de todo el perfil con profundidades mayores a 0.5 metros. Algunas de estas fisuras son visibles en superficie. Asimismo, se observa anomalías puntuales a lo largo de la primera cuadra de la Av. Defensores del Morro asociadas a la presencia de buzones, tuberías, entre otros. Línea GPR10-CH: Realizada en el Jr. Julio Víctor Aguirre con una longitud de 372 metros y orientada en dirección SE a NO, perpendicular al acantilado. En la línea se observa la presencia hasta 1.0 metro de profundidad de una capa conformada por material heterogéneo; además de la presencia de fisuras o grietas distribuidos a lo largo de todo el perfil alcanzando profundidades mayores a 0.5 metros. Algunas de estas fisuras son visibles en la superficie. Asimismo, se observan anomalías puntuales a lo largo de la primera cuadra del Jr. Aguirre asociadas a la presencia de desniveles y asfalto deteriorado. Línea GPR11-CH: Realizada en la Av. Malecón Grau con una longitud de 459 metros y orientada en dirección SO a NE, paralela al acantilado. En esta línea y a lo largo de la 12va cuadra de la Av. Malecón Grau se identifica la presencia de reflectores asociados a la existencia de fisuras o grietas hasta profundidades de 1.5 metros. Asimismo, sobre esta avenida se evidencia anomalías asociadas a zonas de vacío que alcanzan profundidades de 2.5 metros a lo largo de ∼36 metros. Con la antena de 100 MHz, se evidencia que esta anomalía, alcanza profundidades de hasta 6 metros Línea GPR12-CH: Realizada en la Av. Mcal. Castilla con una longitud de 424 metros y orientada en dirección SE a NO, perpendicular al Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 53 acantilado. En la línea se llegó a identificar la presencia de una capa de 2.5 metros de espesor conformado por materiales heterogéneos con cambio en sus propiedades físicas a la profundidad del orden de 1.0 metro, y la presencia de grietas que alcanzan profundidades de hasta 1.5 metros. Asimismo, se identifica la existencia de anomalías sobre la 4ta cuadra de la Av. Mcal. Castilla asociadas a la presencia de agrietamientos y asentamientos del suelo que se evidencian en superficie. b) Interpretación Los radargramas obtenidos en los ACV del distrito de Chorrillos permiten identificar la presencia, en el subsuelo, de 2 capas con espesores de 1 a 2.5 metros caracterizados por anomalías asociadas a la existencia de grietas y asentamientos del suelo, otras características son: -En el extremo norte del área de estudio, desde la calle Independencia hasta la Bajada Agua Dulce, se identificó la presencia de anomalías lineales con amplitudes que se incrementan en las zonas donde existen grietas y fisuras en el suelo, que desde la superficie, alcanzan los 0.5 y 1.0 metros de profundidad, principalmente en la zona del Malecón Costa Sur, y las calles de Gastaneta y Freundt (GPR02-CH, GPR03-CH). -Hacia la zona central, desde la Bajada Agua Dulce hasta la Av. Defensores del Morro, se observa la presencia de grietas que en la avenida Malecón Grau, alcanzan profundidades de hasta 1.0 metro. Asimismo, se identifica la presencia de pliegues entrelazados en el primer metro de profundidad y la existencia de varias grietas visibles en superficie, tal como ocurre en la calle Coronel y la Av. Defensores del Morro (GPR09-CH). En superficie, estas grietas presentan aberturas de hasta 1 centímetro y profundidades entre 0.5 y 1.0 metro. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 54 -En el extremo sur, entre las avenidas Defensores del Morro y Mariscal Castilla (próximo al Morro Solar), se identifica la existencia de mayor cantidad de discontinuidades que se relacionaría con la presencia de fisuras o grietas a lo largo del Jr. Aguirre y la Av. Mariscal Castilla (GPR12-CH). Estas fisuras alcanzan profundidades de hasta 1.5 metros y en superficie aberturas de 2 centímetros con desniveles en los suelos. Asimismo, sobre la 11va y 12va cuadra del Malecón Grau se observaron la presencia de zonas con asentamientos y otra cóncava o vacía que alcanza la profundidad de 2.5 metros (GPR11-CH). A lo largo del acantilado se identifica la presencia de anomalías puntuales que están asociadas con la presencia de servicios de alcantarillado, buzones de agua, entre otros (GPR06-CH). 2.5.- Método de razones espectrales (H/V) El método de razones espectrales (H/V) fue propuesto por Nakamura (1989) para caracterizar la respuesta dinámica del suelo y en algunos casos, estimar su amplificación, ante la solicitación sísmica. El método hace uso de registros de vibración ambiental que contienen información sobre las características físicas de los suelos en sus primeras decenas de metros por debajo de la superficie. Debe entenderse que la variación de las propiedades físicas de cada capa estratigráfica superficial, de diferente espesor, geometría y composición litológica, causaran o no, la amplificación de las ondas sísmicas incidentes a la ocurrencia de un sismo de gran magnitud. 2.5.1.- Adquisición de datos Durante la adquisición de datos se recolectaron registros de vibración ambiental en 142 puntos utilizando sensores Lennartz y registradores CityShark II (Figura 25). Los puntos de registro se distribuyen siguiendo 22 líneas perpendiculares al acantilado (perfiles) con longitudes del orden de Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 55 300 a 400 metros e intervalos de registro entre punto y punto de 40 a 50 metros (Figura 26). Cada registro de vibración ambiental, tiene una duración de 15 minutos, lo cual permite disponer de buena cantidad de datos para su posterior análisis. Figura 25. Equipo sísmico utilizado para el registro de vibraciones ambientales: sensor Lennartz (2N) y registradores CityShark II. En la Figura 27, se muestra ejemplos de señales de vibración ambiental registrados en el punto ubicado en la calle Santa Teresa, con presencia de ruido de poca amplitud y/o saltos transitorios (CH07-03, suelos compactos); otro en el Malecón Grau, sobre el acantilado con presencia de ruido de fondo constante (CH10-05, suelos heterogéneos); y finalmente, otro ubicado en el Circuito de Playas con presencia de altos niveles de ruido (CH05-06, suelos muy heterogéneos y/o blandos). La correlación de las características físicas y dinámicas de estos suelos, permite poder clasificarlos y a la vez zonificar el área de estudio en base a la respuesta del suelo ante la solicitación sísmica. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 56 Figura 26. Distribución espacial de los puntos de registros de vibración ambiental, en los ACV del distrito de Chorrillos. Los perfiles, consideran puntos distribuidos siguiendo líneas perpendiculares al acantilado. Los códigos en gris, corresponden a puntos de registro en la zona baja del acantilado. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 57 Figura 27. Ejemplos de la disposición del equipo sísmico para el registro de vibraciones ambientales. Registros obtenidos en la calle Santa Teresa con ruido transitorio (CH07-03); en el Malecón Grau con ruido constante (CH10-05) y en el circuito de playas (CH05-06). Obsérvese las diferentes amplitudes de la señal registrada en cada punto. C H 0 7 -0 3 C H 1 0 -0 5 C H 0 5 -0 6 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 58 2.5.2.-Procesamiento y análisis Para aplicar la técnica de cocientes espectrales H/V se consideran los siguientes criterios:  Los registros de vibración ambiental fueron tratados por ventanas de 20 segundos de señal no perturbada por el ruido de fondo. Para tal efecto, se selecciona de forma aleatoria diversos tramos de señal sin la presencia de ruidos transitorios.  Se calcula la Transformada Rápida de Fourier para un número mayor a 10 ventanas de observación para cada punto, y así obtener los cocientes espectrales para cada componente de registro entre su componente vertical (E-O/V; N-S/V).  Los espectros horizontales de la señal se dividieron entre el espectro vertical para obtener la relación H/V y luego se promediaron estos para cada punto de observación considerando su respectiva desviación estándar.  Se procedió a identificar la frecuencia predominante considerando un rango de interés que fluctúa entre 0.5 a 20 Hz y picos/rangos con amplificaciones relativas de al menos 2 veces (se considera la amplitud de “1” como punto de referencia), ver Figura 28. Para el análisis de los datos obtenidos en campo fue necesario considerar los siguientes puntos  Las frecuencias predominantes menores a 1 Hz corresponden a vibraciones generadas por el oleaje del mar, y/o cambios meteorológicos (periodos muy largos).  Las bajas frecuencias o periodos largos son debidas a la presencia de depósitos profundos en el subsuelo. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 59  Las frecuencias altas o periodos cortos son debidos a depósitos superficiales blandos y de poco espesor (SESAME, 2006; Bernal, 2006).  Para la interpretación de los resultados obtenidos en este estudio, se consideró la información geológica, geomorfológica y geotécnica disponible para la zona de estudio. Figura 28. Resultados obtenidos con el método de razones espectrales (H/V) para el punto CH03-02. Arriba, la señal registrada y abajo la curva promedio de las razones espectrales (H/V) en línea gruesa y su desviación estándar en líneas discontinuas. Las barras grises, definen la frecuencia predominante. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 60 2.5.3.- Resultados e interpretación En los ACV del distrito de Chorrillos, los suelos responden principalmente a frecuencias mayores a 2.0 Hz (Fo > 2.0 Hz) y en unos pocos puntos presentan frecuencias menores a este valor. La distribución espacial de estos valores muestra que en toda el área de estudio prevalece un pico de frecuencia bien definido con las mayores amplificaciones hacia el borde del acantilado y de manera puntual, hacia el Malecón Grau, se registra un segundo pico de frecuencia con mínimas amplificaciones. Estas características sugieren que en las cercanías del borde del acantilado los suelos son menos compactos y más heterogéneos. - Frecuencias predominantes Fr: En la Figura 29, se muestra la distribución espacial en el área de estudio de valores de frecuencias predominantes que fluctúan entre 3.0 a 12 Hz (0.1-0.3 segundo), con amplificaciones de 2 a 4 veces. Asimismo, en la cercanía al borde del acantilado en el Malecón Grau, cerca de la Bajada Agua Dulce, los suelos responden a dos picos de frecuencia evidenciando la presencia de suelos heterogéneos, depositados sobre estratos compactos. Del mismo modo, existen áreas en las que los suelos no responden a frecuencias predominantes, indicando que los suelos son homogéneos. En la zona que corresponde al Circuito de Playas, se identifica un pico de frecuencia bien definido entre 5 a 12 Hz; con amplificaciones de hasta 8 veces, lo cual sugiere la presencia de suelos blandos. En la Figura 30 se muestra ejemplos de razones espectrales obtenidas para los puntos CH01-03, CH07-03 y CH11-04 ubicados a 90, 110 y 100 metros del borde del acantilado, próximos a las calles Torres, Santa Teresa y Luis Villarán. En estos espectros sobresalen picos con frecuencias a 3.3 (CH01-03), 4.1 (CH07-03) y 4.3 (CH11-04) Hz con amplificaciones de 1.8, 1.7 y 1.9 veces respectivamente. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 61 Figura 29. Distribución espacial de las frecuencias predominantes. Los valores en rojo, corresponden a puntos con amplificaciones mayores a 2 veces. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 62 Figura 30. Ejemplos de razones espectrales (H/V): puntos CH01-03, CH07-03 y CH11-04, ubicados a 90, 110 y 100 metros del borde del acantilado. Las líneas continuas representan la razón espectral y las discontinuas su desviación estándar. Las barras grises, definen la frecuencia predominante. CH11-04 CH01-03 CH07-03 CH01-03 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 63 Figura 30. Continuación… Ejemplos de razones espectrales (H/V): puntos CH02-07, CH08- 01 y CH08-11, ubicados próximos al borde del acantilado. Las líneas continuas representan la razón espectral y las discontinuas su desviación estándar. Las barras grises, definen la frecuencia predominante. CH02-07 CH08-11 CH08-01 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 64 Asimismo, en esta misma figura se muestra ejemplos de razones espectrales para los puntos CH02-07, CH08-01 y CH08-11, ubicados próximos al borde del acantilado. En estos puntos resaltan la presencia de frecuencias de 4.7, 3.6 y 4.1 Hz con amplificaciones de 3.2, 2.5 y 3.6 veces. Es notorio que los niveles de amplificación aumentan considerablemente cerca del acantilado. A fin de evaluar el cambio en el comportamiento dinámico del suelo a lo largo de los ACV del distrito de Chorrillos, se analiza de manera conjunta la información contenida en cada gráfico de razones espectrales (H/V) para los 14 perfiles perpendiculares al acantilado. En la Figura 31a, se muestra los gráficos de razones espectrales correspondientes a puntos del perfil P-02 (extremo norte), siendo sus características las siguientes: Figura 31.a) Razones espectrales obtenidas para puntos del perfil P-02 (CH02-06, CH02-07 y CH02-08), ubicados de Este a Oeste, a 70 metros del acantilado, a 2 metros del borde del acantilado y el tercero en la Vía Circuito de Playas.  En el punto CH02-06 ubicado a 70 metros del borde del acantilado en la calle Pastor, no sobresale ningún pico de frecuencias, lo que evidencia la presencia de suelos rígidos. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 65  En el punto CH02-07 ubicado en el Malecón Costa Sur sobre el borde del acantilado, se observa un pico de frecuencia bien definido a 4.45 Hz con amplificaciones mayores a 3 veces.  En el tercer punto CH02-08, ubicado en el circuito de Playas, sobresale un pico de frecuencia a 9.7 Hz con amplificaciones de 2.5 veces. Asimismo, en la Figura 31b, se muestra los gráficos de razones espectrales correspondientes a puntos del perfil P-10 (extremo sur), siendo sus características las siguientes:  En el punto CH10-04 ubicado a 60 metros del borde del acantilado en el cruce de las calles Rivera y Villarán, sobresale un pico de frecuencia con mínimas amplificaciones a 4.5 Hz.  Para el punto CH10-05 ubicado sobre el borde del acantilado en el Malecón Grau, se observa un pico a frecuencias de 3.8 Hz con amplificaciones de 4.4 veces.  Para el tercer punto CH10-06, ubicado en la Vía Circuito de playas, sobresalen dos picos de frecuencias a 1.9 y 11.3 Hz con amplificaciones de 5 veces. De acuerdo a este análisis, el pico de frecuencia predominante, formas de las curvas y factores de amplificación relativa, muestran un cambio en el comportamiento dinámico del suelo a diferentes distancias del borde del acantilado. A mayor distancia del borde del acantilado, el suelo responde a un pico de frecuencia con bajas amplificaciones, evidenciando que estos son más estables, situaciones diferentes se observa en el borde del acantilado y vía Circuito de Playas, donde el suelo también responden a un pico de frecuencia pero cpn mayores amplificaciones, evidenciando que son más heterogéneos y no compactos. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 66 Figura 31.b) Razones espectrales obtenidas para puntos del perfil P-10 (CH10-04, CH10-05 y CH10-06), ubicados de Este a Oeste, a 60 metros del acantilado, a 1.0 metros del borde del acantilado y el tercero en el Circuito de Playas. Asimismo, se observa que los suelos del acantilado tienen un comportamiento dinámico complejo e irregular, ya que presentan un pico bien definido con moderada a alta amplificación. - Periodos Dominantes: Para los resultados finales, los valores de frecuencias fueron transformados a periodos dominantes y para construir el mapa de periodos, se asignó a cada punto de medición un radio de confiabilidad de 10 metros, esto facilita la zonificación de los suelos. Según la Figura 32, los periodos dominantes fueron agrupados, en color negro para periodos menores a 0.3 segundos y en gris para periodos mayores. Los resultados muestran que los suelos en los ACV del distrito de Chorrillos responden a periodos entre 0.1 a 0.3 segundos, predominando los periodos de 0.3 segundos hacia el borde del acantilado y de 0.2 segundos hacia el área urbana. La distribución espacial de los periodos dominantes evidencia que hacia el borde del acantilado, la capa superficial Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 67 de material heterogéneo presenta mayor espesor y son menos compactos debido a sus altas amplificaciones (Amax>2 veces). Figura 32. Distribución espacial de los valores de periodos dominantes del suelo para el distrito de Chorrillos. Los valores en rojo, corresponden a puntos con amplificaciones mayores a 2 veces. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 68 Asimismo, algunos puntos distribuidos en el Malecón Grau (desde la Bajada Agua Dulce hasta la Av. Defensores del Morro) presentan periodos de 0.6 a 0.8 segundos evidenciando la presencia de suelos con un comportamiento dinámico complejo ante la ocurrencia de sismos de moderada a alta magnitud. 2.6.- Método gravimétrico El método gravimétrico consiste en realizar mediciones del campo gravitacional terrestre para cuantificar e identificar las variaciones de densidad asociadas al aumento o disminución de masa en los materiales en profundidad (Mironov, 1977). Se debe tener en cuenta que el valor de la gravedad en un determinado punto de observación, depende básicamente de 5 factores: latitud, elevación, topografía, mareas y las variaciones de densidad de los materiales del subsuelo. Los primeros factores pueden ser corregidos a fin de obtener las anomalías de gravedad y a partir de ella, los contrastes de densidad para identificar espesores de capas en el subsuelo (Telford et al., 1990). 2.6.1.- Adquisición de datos En el área de estudio, se recolectaron 25 datos gravimétricos distribuidos en 02 líneas con longitudes de 539 y 458 metros; orientadas de manera perpendicular a los acantilados del distrito (Figura 33). La distancia entre cada punto de medición fue de 50 metros en promedio. Los valores de gravedad se registraron con un gravímetro LaCoste & Romberg con una precisión ± 0,01 mGal, ver Figura 34. Asimismo, con la finalidad de contar con coordenadas precisas de los puntos de medición se realizaron mediciones GNSS en modo estático en cada punto gravimétrico. Para realizar las correcciones, se considera como punto de gravedad absoluta la obtenida en la estación SAMI (978285.488 mGal), ubicada en el distrito de San Miguel (273478.1432 E, 8663109.829N y 56.75 metros de elevación). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 69 Figura 33. Distribución espacial de los puntos gravimétricos tomados en los ACV del distrito de Chorrillos. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 70 Figura 34. Estación gravimétrica base SAMI ubicada en el distrito de San Miguel. 2.6.2.- Procesamiento y análisis Para conocer los valores de anomalías de Bouguer corregida, los datos recolectados en campo fueron corregidos por latitud, marea, topografía, aire libre y corrección de Bouguer (Kane, 1962; Nagy, 1966), con la finalidad de obtener los valores de la anomalía de Bouguer corregida. El procesamiento para el cálculo de la anomalía de Bouguer se realizó en el software Oasis Montaj de Geosoft, utilizando un valor de densidad media para las rocas de 2.67 g/cm3 (Hinze et al., 2005). Posteriormente, a fin de separar los efectos gravimétricos que corresponden a las estructuras regionales más profundas (anomalía regional), de las estructuras locales y superficiales (anomalía residual), se aplicó el filtro de continuación Analítica ascendente (Geosoft; 2006). Seguidamente, se realizó el análisis espectral de las residuales siguiendo la metodología propuesta por Spector (1968) y Grant (1970), para determinar en detalle, la profundidad de las anomalías. El método consiste en transformar la grilla de la anomalía de residuales en el dominio del espacio, al dominio de frecuencias. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 71 2.6.3.- Resultados e interpretación a) Resultados En los perfiles, los valores de anomalía residual van de -0.2 a 0.2 mGal (Figura 35), centrándose los valores bajos en el borde del acantilado a la altura del parque Cuadros (Perfil CH01) y Malecón Grau (Perfil CH02) y en este caso, asociados a una capa de material heterogéneo menos consolidada y de gran espesor. Los valores altos (0.1 a 0.2 mGal) están presentes en la parte baja del acantilado, alrededor de la zona de las playas Agua Dulce y Los Pescadores, y también en la calle Coronel (Perfil CH01) y la avenida Mcal. Castilla (Perfil CH02). Seguidamente, utilizando como datos de entrada los valores de anomalías residuales de Bouguer y la topografía local del área de estudio, se realizaron dos perfiles gravimétricos (CH01 y CH02), haciendo uso del módulo GM-SYS del software Oasis Montaj. Figura 35. Mapa de anomalía residual de Bouguer. Los perfiles A-A’ y B-B’ corresponden a los perfiles CH01 y CH02, que cruzan el parque Cuadros y Malecón Grau, respectivamente. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 72 Perfil gravimétrico CH01: En la Figura 36 se observa que las variaciones de las anomalías residuales reflejan cambios en la densidad de los materiales del subsuelo en profundidad (puntos negros). El perfil obtenido define la existencia de suelos distribuidos en tres capas:  La primera capa de baja densidad (1.7 gr/cm3) y 8 metros de espesor próximo al acantilado y hacia el interior del área urbana (calle Coronel).  La segunda capa con una densidad de 1.95 gr/cm3 y espesores de 15 a 18 metros.  La tercera capa con una densidad de 2.35 gr/cm3 y espesores que superan los 20 metros. Finalmente, el perfil sugiere que a mayor profundidad y con espesor indeterminado, existe una capa con suelos más densos (2.5 gr/cm3) compuestos por material gravoso. Figura 36. Sección gravimétrica CH01, orientada de noroeste-sureste. En el extremo superior, los puntos representan la gravedad observada y la curva negra la gravedad calculada. En el extremo inferior se muestra el perfil gravimétrico propuesto. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 73 Perfil gravimétrico CH02: En la Figura 37 se observa que las variaciones de las anomalías residuales reflejan cambios en la densidad de los materiales en profundidad (puntos negros). El perfil sugiere que el subsuelo está conformado por tres capas:  La primera capa presenta una densidad de 1.7 gr/cm3 con espesores que varían de 4 a 8 metros.  La segunda capa presenta una densidad de 1.95 gr/cm3, y espesores que varían de 12 a 16 metros, siendo mayor en el Malecón Grau y menor hacia la Av. Mcal. Castilla.  La tercera capa tiene una densidad de 2.35 gr/cm3 y espesores de hasta 20 metros. Finalmente, el perfil sugiere la existencia de una capa a mayor profundidad con valores de densidad mayores a 2.5 gr/cm3. Figura 37. Sección gravimétrica CH02, orientada de noroeste-sureste. En el extremo superior, los puntos representan la gravedad observada y la curva negra la gravedad calculada. En el extremo inferior se muestra el perfil gravimétrico propuesto. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 74 b) Interpretación Los resultados obtenidos del análisis realizado sobre los perfiles gravimétricos CH01 y CH02, fueron correlacionados con la información obtenida de los estudios de refracción sísmica, MASW, tomografía eléctrica y HV. En los ACV del distrito de Chorrillos, se ha identificado la existencia en el subsuelo de tres capas con espesores bien definidos y valores de densidad que se incrementan gradualmente de 1.7 a 2.35 gr/cm3:  La primera capa presenta espesores que varían de 4 a 8 metros. Esta capa estaría compuesta por materiales heterogéneos y/o rellenos poco consolidados.  La segunda capa presentaría espesores de 12 a 18 m, y estaría constituida por gravas y conglomerados,  La tercera presenta espesores que superan los 20 metros y estaría constituida por gravas y conglomerados que incrementan su rigidez con la profundidad. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 75 3. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DEL SUBSUELO Y SU COMPORTAMIENTO DINÁMICO La exploración de la estructura y caracterización física del subsuelo de los ACV del distrito de Chorrillos fue realizada usando datos e información generada usando métodos geofísicos y su correlación con la información geológica, siendo los resultados obtenidos los siguientes: 3.1. Estructura del subsuelo El área urbana del distrito de Chorrillos, se asienta sobre una terraza conformada por depósitos aluviales y cuyo cambio topográfico más resaltante lo conforman los Acantilados de la Costa Verde. Para conocer sus características físicas se han recolectado datos geofísicos en la parte alta del acantilado considerando tendidos lineales que han sido ubicadas estratégicamente para conocer los espesores, velocidades, resistividades y densidades de los diferentes materiales que conforman el subsuelo hasta una profundidad de aproximadamente 60 metros: velocidades de ondas longitudinales-Vp, perfiles unidimensionales de ondas de corte-Vs, secciones geoeléctricas y curvas de razones espectrales. En base a los resultados obtenidos, los ACV del distrito de Chorrillos han sido divididos en 3 sectores para un mejor analisis de sus características físicas y que se detallan a continuación: Extremo norte Entre las calles Sevilla y Nerini (Malecón Costa Sur), se ha identificado en el subsuelo la presencia de 3 capas (Figura 38): Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 76  La primera capa, está constituida por material aluvial suelto a medianamente compacto (Vs = 183-258 m/s; Vp = 433 m/s) con espesores del orden de 11 metros. Estos suelos presentan moderado contenido de humedad y de manera puntual, en el parque Virgen María, se identifica la presencia de material de relleno con alto contenido de humedad.  La segunda capa está constituida por material heterogéneo y aluvial medianamente compacto (Vs=415 m/s; Vp= 850 m/s) con espesores de hasta 7 metros. Estos suelos presentan bajo contenido de humedad, solo a la altura del parque La Virgen, los suelos presentan un moderado a alto contenido de humedad como producto de la filtración del agua.  La tercera capa de 26 metros de espesor (Vs=632 m/s; Vp=1472 m/s) compuesto por material compacto como gravas, con bajo contenido de humedad; sin embargo, a la altura del parque, se ha identificado la presencia de suelos con alto contenido de humedad. En este sector y a nivel superficial, se ha identificado la presencia de grietas en el suelo entre las calles Independencia y Sevilla con profundidades de hasta 1.0 metros. Asimismo, al borde del acantilado se han identificado presencia de antiguas quebradas rellenadas y cubiertas de vegetación (material heterogéneo y/o relleno) con alto contenido de humedad, lo cual genera la inestabilidad del acantilado. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 77 Figura 38. Correlación de los resultados obtenidos con los métodos de tomografía eléctrica, refracción sísmica, MASW-MAM y georadar para el extremo Norte del distrito de Chorrillos (Malecón Costa Sur). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 78 Zona central A la altura del parque Cuadros, sobre la calle J. Coronel (Figura 39), se ha identificado la presencia en el subsuelo de 3 capas:  La primera capa está constituida por material aluvial suelto a medianamente compacto (Vs = 220-331 m/s; Vp = 482 m/s) con espesores del orden de 13 metros. Estos suelos presentan diferentes contenidos de humedad, destacando la 1ra cuadra de la calle Coronel que prsenta moderada a alta humedad (triangulo amarillo).  La segunda capa está constituida por material aluvial medianamente compacto (Vs=437 m/s; Vp= 948 m/s) con espesores de hasta 18 metros. Estos suelos presentan moderado contenido de humedad, principalmente a la altura de la 1ra cuadra de la calle Coronel. La capa está compuesta por material fino de mediana compacidad.  La tercera capa de 12 metros de espesor (Vs=556 m/s; Vp=1434 m/s), corresponde a un estrato de alta compacidad compuesta por gravas y con moderado contenido de humedad. A mayor profundidad se observa el incremento en la velocidad de las ondas de corte (Vs > 650 m/s) y la presencia de suelos húmedos. En este sector, se ha identificado la presencia de grietas a lo largo de 24 metros sobre la 1ra cuadra de la calle Coronel con profundidades de 1.0 metro; por lo tanto, esta área es susceptible a sufrir asentamientos. En el área analizada, se identifica la presencia de suelos heterogéneos compuestos predominantemente, en superficie, por material aluvial fino con espesores constantes, desde el borde del acantilado hasta la calle J. Olaya (área urbana), Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 79 Figura 39. Correlación de los resultados obtenidos con los métodos de tomografía eléctrica, refracción sísmica, MASW-MAM y georadar para el sector central del distrito de Chorrillos (parque Cuadros y calle Coronel). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 80 Extremo sur Sobre el Malecón Grau y la calle Mcal. Castilla (Figura 40), se ha identificado en el subsuelo la presencia de 3 capas:  La primera capa está compuesta por material aluvial sueltos a medianamente compactos (Vs = 173 - 244 m/s; Vp = 409 m/s) con espesores de hasta 11 metros. Estos suelos presentan diferentes niveles de humedad, que se incrementan hacia el Malecón Grau y por la Av. José Olaya, pero disminuye hacia la Ca. Luis Villarán.  La segunda capa está constituida por material aluvial medianamente compacto (Vs=354 m/s; Vp= 701 m/s) con espesores de hasta 7 metros. Estos suelos presentan de moderado a alto contenido de humedad.  La tercera capa, compuesta por material aluvial compacto (Vs=603 m/s; Vp = 1516 m/s), debido a que está conformado por gravas, con moderado a alto contenido de humedad. A mayor profundidad se observa el incremento en la velocidad de las ondas de corte Vs y de compresión Vp. En este sector, se identifica la presencia de grietas y asentamientos próximos al acantilado (Malecón Grau) con profundidades de 3.0 metros. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 81 Figura 40. Correlación de los resultados obtenidos con los métodos de tomografía eléctrica, refracción sísmica, MASW-MAM y georadar para el extremo Suroeste del distrito de Chorrillos (Malecón Grau y calle Mcal. Castilla). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 82 En general, en el distrito de Chorrillos se ha identificado que los suelos con poca a moderada consistencia son parte de las dos primeras capas (Vs<500 m/s), ambas presentan similar composición y comportamiento dinámico. Estas capas, en el extremo centro y sur, tienen espesores de 28 y 20 metros respectivamente y están presentes, desde el borde del acantilado hasta más de 250 metros hacia el área urbana, tal como se observa en las Figuras 38 y 39. Asimismo, se ha identificado que el espesor de la capa de suelo en el extremo norte y suroeste son menores a diferencia del sector central; sin embargo, los suelos menos consolidados a nivel superficial, se encuentran en el extremo suroeste (Malecón Grau), identificándose niveles de material fino con diferentes espesores. Por ejemplo, en la Figura 41 se observa el predominio de material fino en una capa de ~16 m de espesor asentada sobre material gravoso (Figura 40). Figura 41. Material aluvial identificado en el acantilado, a la altura de la Pileta Agua Dulce, donde sobresale material fino en la parte superior sobre el material gravoso. Analizando imágenes frontales del acantilado (a pesar de estar cubierto con mallas) y su correlación con los resultados obtenidos con los métodos sísmicos y de eléctrica, se distingue la presencia de dos capas superficiales con las siguientes características (Figura 42): Material fino Material gravoso Qda. Qda. Qda. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 83  A la altura del Malecón Costa Sur (próximo al límite del distrito de Barranco), se observa la presencia de un estrato de material heterogéneo de 18 metros de espesor con el predominio de suelos finos; además de material de relleno por debajo del parque Virgen María, coherente con las dos primeras capas identificadas con los métodos sísmicos (Vs<500m/s). Este material heterogéneo presenta moderado contenido de humedad a la altura del parque, y hacia los extremos, el material es seco.  A la altura del parque Cuadros, se identifica con mejor resolución la presencia de un estrato de mayor espesor compuesto por suelos heterogéneos con predominio de finos emplazada sobre capas de grava. Según los resultados obtenidos con los métodos sísmicos, se tiene el predominio de material suelto a medianamente compacto en las primeras capas de 30 metros de espesor, para luego disminuir conforme se tiene hacia su extremo norte y suroeste. Asimismo, se evidencia la presencia, en superficie, de pequeñas quebradas rellenadas con materiales heterogéneos. A nivel superficial, este material heterogéneo muestra moderado a alto contenido humedad, principalmente en la 1ra cuadra de la calle Coronel.  A la altura del Malecón Grau, se identifica la presencia de una capa superficial compuesta por material heterogéneo suelto, emplazada sobre capas de 20 metros de espesor con mayor contenido de suelos finos (arena y limos). Hacia el extremo suroeste del Malecón Grau, los suelos presentan moderado a alto contenido de humedad, son altamente permeables y poco consolidados, alcanzando profundidades del orden de 30 metros, razón por la cual, la deformación del suelo en superficie, es evidenciada con la presencia de asentamientos que vienen generando daños estructurales a lo largo del malecón, ver Figura 43. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 84 Figura 42. Correlación de los resultados obtenidos con los métodos sísmico y eléctrico, con la cara expuesta del ACV, a la altura del Malecón Costa Sur. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 85 Figura 42. …Continuación…/. Correlación entre los resultados obtenidos con los métodos sísmicos y la cara expuesta del ACV, a la altura del parque Cuadros, sector Centro. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 86 Figura 42. …Continuación…/. Correlación entre los resultados obtenidos con los métodos sísmicos y eléctricos, con la cara expuesta del ACV, a la altura del Malecón Grau. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 87 Figura 43. Daños estructurales debido a la deformación del suelo. En conclusión, en el distrito de Chorrillos y a nivel superficial, los suelos presentan baja compacidad y densidad por estar constituidos por materiales heterogéneos, finos y de rellenos; mientras que, a mayor profundidad las capas son más compactas y densas por estar constituidas por gravas y conglomerados consolidados. De manera local, hacia el extremo suroeste del distrito (Malecón Grau), se tiene la presencia de una capa de muy baja velocidad con contenido de humedad a nivel superficial, y hacia el Malecón Costa Sur (extremo Norte), se identifica quebradas rellenadas de material heterogéneo, que actualmente corresponden a áreas verdes constantemente regadas (parques y malecones), entonces estas capas son propensas a desarrollar deslizamientos ante la ocurrencia de sismos de gran magnitud y/o gravedad por perdida de consistencia y estabilidad (Figura 44). Daño estructural originado por asentamiento del suelo. Levantamiento del piso debido a fuerzas originadas por deformación del suelo. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 88 Figura 44. Antiguas quebradas rellenadas, en el Malecón Costa Sur, límite con Barranco. 3.2. Delimitación de zonas de mayor riesgo por sismo La aplicación de métodos geofísicos para evaluar el comportamiento dinámico de los suelos en los Acantilados de la Costa Verde, ha permitido identificar espacialmente la ubicación aproximada de la línea, paralela al acantilado, que separa los suelos estables de los inestables y que ante la ocurrencia de un sismo de elevada magnitud podrían experimentar asentamientos diferenciales y/o deslizamientos en dirección de la Vía Circuito de Playas. Para el distrito de Chorrillos, el análisis de los resultados se realiza de manera sectorizada de acuerdo a la Figura 45: Relleno Relleno Relleno Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 89 Figura 45. Delimitación de la zona con alto peligro por sismos, en la parte superior del Acantilado de la Costa Verde en el distrito de Chorrillos. Los Sectores A-CH, B-CH y C-CH, comprenden áreas cuyos suelos presentan similares características físicas y dinámicas. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 90 Sector A - CH: Considera el área del acantilado, entre el Malecón Costa Sur (extremo norte) y el C.E. Sagrado Corazón Chalet. En este sector el límite que separa, en superficie, los suelos con diferente comportamiento dinámico, se encuentra a 15 metros del borde del acantilado hacia el área urbana, para disminuir progresivamente hasta los 10 metros hacia el extremo sur, altura de la calle Nerini. En este sector, se ha identificado la presencia de suelos con moderado contenido de humedad y en superficie de manera irregular se observa la presencia de suelos con alto contenido de humedad compuestos por material de relleno que han dado origen a la formación de grietas, asentamientos y daños estructurales en el cerco del malecón. Sector B – CH: Considera el área del acantilado, entre el C.E. Sagrado Corazón Chalet (extremo norte) y la calle Pardo. En este sector, el límite que separa en superficie, los suelos con diferente comportamiento dinámico se encuentra a 110 metros del borde del acantilado hacia el área urbana (altura de la Bajada Agua Dulce) y disminuye rápidamente hasta los 20 metros hacia su extremo norte y sur. Asimismo, en este sector se presenta los suelos presentan los mayores espesores mostrando bajo a moderada compacidad (entre 28 y 31 metros). Asimismo, los suelos presentan moderado a alto contenido de humedad debido a la presencia de áreas verdes que generan procesos geotécnicos como grietas y asentamientos de suelos. Localmente, a la altura de la 1ra cuadra de la calle Coronel, se ha identificado que los suelos presentan alto grado de humedad desde la superficie; por lo tanto, el área es potencialmente susceptible a experimentar asentamientos. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 91 Sector C – CH: Considera el área del acantilado entre la calle Pardo (extremo norte) y el Malecón Grau. En este sector el límite en superficie que separa, los suelos con diferente comportamiento dinámico se encuentra a 45 metros de distancia desde el borde del acantilado hacia el área urbana y disminuye progresivamente hasta 15 metros hacia su extremo suroeste. En este sector los suelos son menos compactos y con mayor contenido de humedad, por lo que actualmente se generan procesos geotécnicos como grietas y asentamientos del suelo que llegan a ocasionar daños estructurales en el Malecón Grau. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 92 CONCLUSIONES El análisis y evaluación geofísica de los Acantilados de la Costa Verde en el distrito de Chorrillos, ha permitido llegar a las siguientes conclusiones: •A lo largo del acantilado, se define la existencia de tres capas sísmicas:  La primera capa con velocidades Vp =350 a 578 m/s y Vs=173 a 331 m/s, presenta espesores de 11 a 13 metros. Los suelos corresponden a material aluvial suelto a medianamente compacto (densidad de 1.7 gr/cm3).  La segunda capa con velocidades Vp=578 a 1110 m/s y Vs=354 a 437 m/s, presenta espesores de 8 a 20 metros. Estos suelos están compuestos de material aluvial medianamente compacto (1.95 gr/cm3).  La tercera capa con velocidades Vp > 1110 m/s y Vs=556 a 605 m/s, presenta espesores que superan los 12 metros. Estos suelos están compuestos por material aluvial compacto (2.35 gr/cm3).  A mayor profundidad, la velocidad de las ondas Vs supera los 700 m/s, indicando la presencia de suelos gravosos muy compactos. •En el sector central de los ACV, la capa está compuesta por suelos poco a modernamente consolidados con espesores de 28 metros constantes, desde el acantilado hacia el interior del área urbana. Asimismo, en los extremos norte y suroeste del acantilado, los espesores son de 18 y 20 metros respectivamente. De acuerdo a estos resultados, los suelos presentes en el extremo sur evidencien menor consistencia respecto a su extremo norte. •Al borde del acantilado, a la altura del Malecón Grau (extremo SO), se ha identificado la existencia de horizontes geoeléctricos de 30 a 40 metros de espesor, cuyo material aluvial presenta alto a moderado contenido de humedad debido a la presencia de amplias áreas verdes que están siendo regadas continuamente, y que en el tiempo generan problemas Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 93 geotécnicos como asentamientos de suelos, desplazamientos en el terreno y la formación de grietas. Asimismo, bajo el Malecón Costa Sur (extremo norte), se ha identificado el predominio de material aluvial con bajo contenido de humedad; sin embargo, a nivel superficial se observa un moderado contenido de humedad en capas de hasta 10 metros de espesor, principalmente a la altura de las calles Urrea, Pastor, Gastaneta y Freundt •De acuerdo a los resultados obtenidos con el georadar, en el Malecón Costa Sur, sobre la 6ta cuadra de este malecón, en la 1ra cuadra de la calle Freundt y Gastaneta, hacia el Malecón Grau sobre la primera cuadra de las calles Martínez, J. Coronel, Defensores del Morro y Jr. Aguirre se ha identificado la presencia de áreas afectadas por asentamientos y grietas que alcanzan profundidades entre 0.5 y 1.0 metros, Asimismo, entre las calles Rivera y Romero, se identifica la presencia de anomalías asociadas a la existencia de zonas de vacío que alcanzan profundidades de ∼2.5 metros. •De acuerdo a los resultados obtenidos con razones espectrales, se evidencia que los suelos próximos al acantilado compuestos por materiales poco compactos responden principalmente a periodos de 0.3 segundos con amplificaciones de hasta 4 veces. A mayor distancia, en dirección del área urbana, los suelos son más compactos y responden a periodos de 0.2 segundos. •A lo largo del Acantilado de la Costa Verde en el distrito de Chorrillos, el límite que separa los suelos estables de los inestables y cuyo comportamiento dinámico representa un alto riesgo ante la ocurrencia de sismos de gran magnitud, se encuentra demarcado por el Malecón Costa Sur al norte, la Av. Malecón Grau por el centro y el Malecón Grau al suroeste. Este límite, se encuentra hacia el extremo norte y sur, a distancias que varían entre los 10 y 45 metros del borde del acantilado hacia el área Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 94 urbana y de manera sectorizada a la altura de la Bajada Agua Dulce, se extiende hasta una distancia de 110 metros. •Finalmente, las zonas del acantilado con mayor probabilidad de experimentar un comportamiento dinámico anómalo ante la posible ocurrencia de sismos de gran magnitud son: Malecón Costa Sur, parte posterior del C.E. Sagrado Corazón Chalet, Bajada Agua Dulce, Parque Cuadros y todo el sector que corresponde al Malecón Grau. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 95 BIBLIOGRAFÍA ASTM D6432-11, Standard Guide for using the Surface ground Penetrating Radar Method for Subsurface, Investigation. https://www.aenor.com/normas-y-libros/buscador-de-normas/astm. CISMID - UNI (2010). Microzonificación Sísmica del distrito de Chorrillos. Copello V. (2015). Propuesta de remediación del Talud de la Costa Verde, (Tramo Barranco) mediante el técnica de hidrosiembra. Tesis para optar el título de Ingeniero Civil. Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. GSSI, SIR 4000 Manual MN 72-574 Rev H. Geophysical Survey Systems. Inc. 158pp. INDECI-PNUD (2014). Estudio PCS “Mapas de peligros, vulnerabilidad y riesgos, plan de usos del suelo ante desastres, proyectos y medidas de mitigación de la Costa Verde”. Proyecto de la Municipalidad de Lima – PNUD y Ciudades sostenibles INDECI-PNUD INGEMMET (1997). 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Tesis de doctorado del centro de Investigación Científica y de educación Superior de ensenada (CICESE). Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 97 ANEXO I Secciones de Refracción Sísmica Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 98 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 99 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 100 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 101 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 102 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 103 ANEXO II Perfiles MASW y MAM. Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 104 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 105 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 106 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 107 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 108 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 109 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 110 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 111 ANEXO III Tablas con parámetros sísmicos Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 112 Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS01-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 183 372 4 2 258 495 7 3 415 850 7 4 632 1472 26 Semi- espacio 757 1746 - Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS02-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 296 616 7 2 606 1716 8 Semi- espacio 957 2484 - Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS03-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 220 397 5 2 331 568 8 3 437 948 18 4 556 1434 12 Semi- espacio 649 1752 - Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS04-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 213 362 4 2 290 531 7 3 380 946 20 4 514 1433 12 Semi- espacio 584 1669 - Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS05-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 246 724 5 2 566 1918 10 Semi- espacio 1010 2500 - Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 113 Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS06-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 173 337 4 2 244 482 7 3 354 701 7 Semi- espacio 603 1516 - Valores de Vs, Vp y espesor para la línea sísmica LS07-CH. Capa N° Vs (m/s) Vp (m/s) Espesor (m) 1 214 461 5 2 320 664 8 3 452 1084 12 4 586 1466 18 Semi- espacio 776 965 - Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 114 ANEXO IV Secciones geoeléctricas Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 115 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 116 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 117 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 118 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 119 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 120 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 121 ANEXO V Secciones de Radargramas Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 122 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 123 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 124 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 125 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 126 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 127 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 128 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 129 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 130 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 131 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 132 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 133 Evaluación Geofísica de los Acantilados de la Costa Verde - Distrito de Chorrillos Instituto Geofísico del Perú 134